[發(fā)明專利]層疊造型物的制造方法以及制造裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810366050.X
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN108788142A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 三井哲彌;井本吉紀(jì);長(zhǎng)濱貴也;椎葉好一;田野誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社捷太格特
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;蘇琳琳

本發(fā)明提供層疊造型物的制造方法以及制造裝置。層疊造型物的制造方法具備：第一工序(S10)，在該工序中，向造型光束(L1)的照射范圍(Ar1)供給構(gòu)成金屬粉末(15)的多個(gè)母材粒子(15a)以及由與多個(gè)母材粒子(15a)相同種類的金屬形成且由比多個(gè)母材粒子的平均體積(V1)小的平均體積(V2)形成的多個(gè)微粒子(15b)；以及第二工序(S20)，在該工序中，向多個(gè)母材粒子(15a)的各表面中的照射造型光束(L1)一側(cè)的各表面即各被照射面以及多個(gè)微粒子(15b)照射造型光束。在第一工序中供給至照射范圍的多個(gè)微粒子配置為與多個(gè)母材粒子的各被照射面接觸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及層疊造型物的制造方法以及制造裝置。

背景技術(shù)

近年來，一直流行開發(fā)通過激光的照射使粉末狀的金屬燒結(jié)或熔融并使其固化從而一層層地層疊為層狀來制造立體的造型物的金屬增材制造(Additive Manufactuaring：AM)。在金屬增材制造中使用的金屬有馬氏體時(shí)效鋼、不銹鋼、鈦鋼、銅以及鋁等。

然而，為了提高完成的層疊造型物的強(qiáng)度，市場(chǎng)迫切期望使各金屬進(jìn)一步提高激光的吸收率由此使金屬粉末迅速熔融并固化進(jìn)而穩(wěn)定，提高層疊造型物的相對(duì)密度。與此相對(duì)，例如在日本特開2011－21218號(hào)公報(bào)的技術(shù)中，公開了特別使近紅外波長(zhǎng)的激光的吸收率較低的鋁粉末含有近紅外波長(zhǎng)的激光的吸收率較高的激光吸收劑來提高吸收率的技術(shù)。由此，若照射近紅外波長(zhǎng)的激光，則近紅外波長(zhǎng)的激光首先被激光吸收劑吸收而被加熱，該熱傳導(dǎo)至鋁粉末加熱并對(duì)鋁粉末進(jìn)行保溫。而且，記載有在這種環(huán)境下還通過近紅外波長(zhǎng)的激光的照射與來自激光吸收劑的熱，加熱鋁粉末使其熔融。

然而，在日本特開2011－21218號(hào)公報(bào)的技術(shù)中，與鋁粉末混合存在的激光吸收劑為雜質(zhì)，存在給產(chǎn)品的強(qiáng)度等帶來負(fù)面影響的擔(dān)憂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供能夠制造相對(duì)密度高且強(qiáng)度高的層疊造型物的制造方法以及制造裝置。

本發(fā)明的一個(gè)方式的層疊造型物的制造方法是通過造型光束的照射使金屬粉末熔融之后固化而進(jìn)行層疊造型的層疊造型物的制造方法。

制造方法包括：

第一工序，在該第一工序中，向上述造型光束的照射范圍供給構(gòu)成上述金屬粉末的多個(gè)母材粒子、以及由與上述多個(gè)母材粒子同種的金屬形成且具有比上述多個(gè)母材粒子的平均體積小的平均體積的多個(gè)微粒子；以及

第二工序，在該第二工序中，向在上述第一工序中供給至上述照射范圍的上述多個(gè)母材粒子的各表面中的被照射上述造型光束的一側(cè)的各表面即各被照射面以及上述多個(gè)微粒子照射上述造型光束。而且，在上述第一工序中供給至上述照射范圍的上述多個(gè)微粒子配置為與上述多個(gè)母材粒子的上述各被照射面接觸。

這樣，在層疊造型物的制造方法中，在第一工序中，以平均體積比多個(gè)母材粒子小的多個(gè)微粒子配置為與母材粒子的被照射面接觸的方式向照射范圍供給該多個(gè)微粒子。而且，在第二工序中，若造型光束照射于微粒子，則與向平均體積較大的母材粒子照射造型光束時(shí)的母材粒子的溫度上升速度比較，由于平均體積較小而熱容量也較小的各微粒子的溫度更迅速上升，微粒子更迅速熔融成為液相狀態(tài)。

由此，與固相狀態(tài)時(shí)相比，熔融了的微粒子的造型光束的吸收率更加提高，并且溫度以良好的速度上升。此時(shí)，熔融并且溫度上升了的微粒子保溫并加熱在被照射面接觸的母材粒子，使母材粒子提高造型光束的吸收率。因此，若對(duì)母材粒子直接照射造型光束或者通過熔融了的微粒子照射造型光束，則造型光束被母材粒子良好地吸收，并能夠使母材粒子在短時(shí)間熔融。由此，能夠穩(wěn)定地制造相對(duì)密度高且強(qiáng)度高的層疊造型物。

本發(fā)明的其他方式的層疊造型物的制造裝置是通過造型光束的照射使金屬粉末熔融之后使其固化而進(jìn)行層疊造型的層疊造型物的制造裝置。

制造裝置包括：

腔，其能夠隔斷外部空氣與內(nèi)部空氣；